JP6347539B2 - Ultrasonic inspection equipment - Google Patents
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Description
本発明は、超音波検査装置に関し、より詳しくは、媒質中に存在する被測定対象物の可視化を行う超音波検査装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus, and more particularly to an ultrasonic inspection apparatus that visualizes an object to be measured present in a medium.
従来、超音波を出射する超音波送信手段と、レーザ光を照射及び入射する光ファイバとを備え、前記超音波送信手段から出射された超音波の被測定対象物による反射波（受信信号）を前記光ファイバを介して受信し、受信信号を解析することにより被測定対象物の画像化を行う超音波検査装置が公知となっている（例えば、下記特許文献１，２参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic transmission unit that emits ultrasonic waves and an optical fiber that irradiates and enters laser light, and a reflected wave (received signal) of an ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transmission unit by an object to be measured. 2. Description of the Related Art An ultrasonic inspection apparatus that receives an image through an optical fiber and analyzes a received signal to image an object to be measured is known (for example, see Patent Documents 1 and 2 below).
しかしながら、上述した従来の技術にあっては、例えば図９に示すように被測定対象物からの反射波６２の一部６５，６６が、センサ本体０１の内部及び受信面０２を伝播して受信点Ｐに到達することによって本来の受信信号（実信号）のノイズとなり、被測定対象物を画像化する際に画像の劣化要因となるという問題があった。また、一つの送信センサに対し複数の受信センサを設けて開口合成処理により画像化を行う場合、受信感度を向上させるためには多数の受信センサを設ける必要があり、受信センサの高密度配置を要して装置のコスト増加につながるという問題もあった。 However, in the above-described conventional technology, for example, as shown in FIG. 9, the portions 65 and 66 of the reflected wave 62 from the object to be measured propagate through the inside of the sensor body 01 and the receiving surface 02 and are received. When the point P is reached, there is a problem that noise of the original received signal (actual signal) is generated, and this causes deterioration of the image when the object to be measured is imaged. In addition, when a plurality of reception sensors are provided for one transmission sensor and imaging is performed by aperture synthesis processing, it is necessary to provide a large number of reception sensors in order to improve reception sensitivity. In short, there is a problem that the cost of the apparatus is increased.
このようなことから本発明は、受信信号に重畳されるノイズを低減し、画像化における視認性を向上させることを可能とした超音波検査装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus capable of reducing noise superimposed on a received signal and improving visibility in imaging.
上記の課題を解決するための第１の発明に係る超音波検査装置は、
媒質中に存在する被測定対象物に対して超音波を送信する送信センサと、
貫通孔を有する支持体並びに金属膜体を有する受信センサとを備え、
前記被測定対象物によって反射された前記超音波の反射波による前記金属膜体の振動を解析して前記被測定対象物の可視化を行う超音波検査装置であって、
前記支持体の内部又は前記金属膜体の表面又はその両方を伝搬する超音波を減衰させる超音波減衰手段を設け、
前記超音波減衰手段として、前記貫通孔に挿入されフェルールを介して固定される光ファイバの先端を前記支持体から突出させるとともに、前記光ファイバの先端を前記金属膜体によって非接触に覆うように、前記フェルールの先端にのみ前記金属膜体を設けた
ことを特徴とする。
An ultrasonic inspection apparatus according to a first invention for solving the above-described problem is
A transmission sensor that transmits ultrasonic waves to an object to be measured existing in the medium;
And a receiving sensor having a gold Shokumakutai the support arrangement having a through hole,
Wherein an ultrasonic inspection apparatus which performs visualization of pre Symbol object to be measured by analyzing the vibration of the metal film member according to the reflected wave of the ultrasonic wave reflected by the object to be measured,
The ultrasonic attenuation means for attenuating the surface or ultrasound propagating both inside or the metal film body before Symbol support provided,
As the ultrasonic attenuation means, the tip of an optical fiber inserted into the through hole and fixed through a ferrule is projected from the support, and the tip of the optical fiber is covered with the metal film body in a non-contact manner. The metal film body is provided only at the tip of the ferrule .
また、第２の発明に係る超音波検査装置は、第１の発明に係る超音波検査装置において、
前記超音波減衰手段としてさらに、多数の気泡を内包した発泡金属で前記支持体を形成した
ことを特徴とする。
The ultrasonic inspection apparatus according to the second invention is the ultrasonic inspection apparatus according to the first invention.
The ultrasonic wave attenuating means is further characterized in that the support is formed of a foam metal containing a large number of bubbles.
また、第３の発明に係る超音波検査装置は、第１又は第２の発明に係る超音波検査装置において、
前記超音波減衰手段としてさらに、前記支持体の前記貫通孔から一定距離離間した領域であり且つ前記被測定対象物側にガス空間を凹設した
ことを特徴とする。
The ultrasonic inspection apparatus according to the third invention is the ultrasonic inspection apparatus according to the first or second invention.
Further characterized in that said is said constant distance apart from the through-hole region of the support and said recessed a gas space object to be measured side <br/> as the ultrasonic attenuation means.
上述した本発明に係る超音波検査装置によれば、受信信号に重畳されるノイズを低減し、相対的に受信信号の信号強度を向上させることができる。これにより、被測定対象物までの距離を高精度に測定することができ、画像処理により被測定対象物を可視化した際の視認性を向上させることができる。また、一つの送信センサに対し複数の受信センサを備えて開口合成処理により被測定対象物の可視化を行う場合、有効受信点数を低減しても従来の超音波検査装置と同等の視認性を確保することができるため、受信センサ数の低減による製作コストの削減が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention described above, noise superimposed on the received signal can be reduced, and the signal strength of the received signal can be relatively improved. Thereby, the distance to the measurement object can be measured with high accuracy, and the visibility when the measurement object is visualized by image processing can be improved. In addition, when a plurality of reception sensors are provided for one transmission sensor and the object to be measured is visualized by aperture synthesis processing, the same visibility as a conventional ultrasonic inspection device is ensured even if the number of effective reception points is reduced. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of reception sensors.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る超音波検査装置の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
［参考例１］
図１から図４を用いて本発明の参考例１に係る超音波検査装置について説明する。
図１に示すように、本参考例に係る超音波検査装置は、送信センサ１１及び受信センサ１２を有するセンサ部１０と、光信号を電気信号に変換する光学処理部２０と、光学処理部２０から入力される電気信号に基づき開口合成処理（画像処理）を行って被測定対象物５０（図２参照）を画像化する可視化部（例えば、モニタ等）３０とを備えている。
なお、光学処理部２０、可視化部３０の構成は既知のものと同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
[Reference Example 1]
An ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the ultrasonic inspection apparatus according to this reference example includes a sensor unit 10 having a transmission sensor 11 and a reception sensor 12, an optical processing unit 20 that converts an optical signal into an electrical signal, and an optical processing unit 20. And a visualization unit (for example, a monitor or the like) 30 that performs aperture synthesis processing (image processing) based on an electrical signal input from the image and images the object to be measured 50 (see FIG. 2).
Note that the configurations of the optical processing unit 20 and the visualization unit 30 are the same as those already known, and a detailed description thereof is omitted here.
図１及び図２に示すように、本参考例において送信センサ１１は、筒状の筐体１３の内部に複数（例えば、９個）設けられ、後述するバックアッププレート１４に形成された送信センサ用貫通孔に、相互に一定間隔で離間するように二次元的かつ間欠的に配設され固定されている。この送信センサ１１は例えば圧電素子からなり、被測定対象物５０に対して超音波を出射する。
なお、図２中の符号４０は媒質（例えば、液体ナトリウム等）である。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this reference example , a plurality of (for example, nine) transmission sensors 11 are provided inside a cylindrical housing 13, and the transmission sensors 11 are formed on a backup plate 14 described later. The through holes are two-dimensionally and intermittently arranged and fixed so as to be spaced apart from each other at regular intervals. The transmission sensor 11 is made of, for example, a piezoelectric element, and emits ultrasonic waves to the object to be measured 50.
In addition, the code | symbol 40 in FIG. 2 is a medium (for example, liquid sodium etc.).
また、受信センサ１２は多数（例えば、約２５００個）の貫通孔（以下、受信センサ用貫通孔という）１４ｃを有して前記筺体１３の開口部を覆うバックアッププレート１４と、当該バックアッププレート１４の表面を覆うダイヤフラム（金属膜体）１６とから構成されている。受信センサ用貫通孔１４ｃは各送信センサ１１の周囲に相互に一定間隔で離間するように二次元的にそれぞれ複数配列され、また、ダイヤフラム１６は例えばニッケルを材料とする金属箔により形成されており、図３に破線で示すように、ダイヤフラム１６の受信センサ用貫通孔１４ｃを覆う部分が、送信センサ１１から出射された超音波６１の、被測定対象物５０によって反射された反射波６２により振動するように構成されている。なお、当該ダイヤフラム１６の送信センサ１１に対向する部分は開口しており、これにより、送信センサ１１の送信面は露出した状態となっている。 The reception sensor 12 has a large number (for example, about 2500) of through-holes (hereinafter referred to as reception sensor through-holes) 14c and covers the opening of the housing 13; It is comprised from the diaphragm (metal film body) 16 which covers the surface. A plurality of reception sensor through holes 14c are two-dimensionally arranged around the transmission sensors 11 so as to be spaced apart from each other at a constant interval, and the diaphragm 16 is formed of, for example, a metal foil made of nickel. 3, the portion of the diaphragm 16 that covers the reception sensor through hole 14c vibrates due to the reflected wave 62 of the ultrasonic wave 61 emitted from the transmission sensor 11 and reflected by the measurement object 50. Is configured to do. In addition, the part facing the transmission sensor 11 of the said diaphragm 16 is opening, and, thereby, the transmission surface of the transmission sensor 11 is in the exposed state.
また、図３及び図４に示すように、バックアッププレート１４の受信センサ用貫通孔１４ｃには、それぞれ光ファイバ１５がダイヤフラム１６とは非接触に固定されており、光ファイバ１５の先端がダイヤフラム１６によって非接触に覆われた状態となっている。より具体的には、図４に示すように光ファイバ１５はその先端がバックアッププレート１４のダイヤフラム１６側の面より内側（ダイヤフラム１６とは反対側）に位置付けられるようにフェルール１７を介してバックアッププレート１４に固定されている。そして、図３に示すように光ファイバ１５を介してダイヤフラム１６に対しレーザ光（以下、検査用レーザ光という）６３が照射され、また、検査用レーザ光６３のダイヤフラム１６によって反射された反射レーザ光６４が光ファイバ１５に入射されるようになっている。すなわち、本参考例では、ダイヤフラム１６の振動を反射レーザ光６４の検査用レーザ光６３に対する変調として捉え、これを受信信号として受信するように構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the optical fiber 15 is fixed to the receiving sensor through hole 14 c of the backup plate 14 in a non-contact manner with the diaphragm 16, and the tip of the optical fiber 15 is the diaphragm 16. It is in the state covered by non-contact by. More specifically, as shown in FIG. 4, the optical fiber 15 has a backup plate via a ferrule 17 such that the tip of the optical fiber 15 is positioned on the inner side (opposite side of the diaphragm 16) of the backup plate 14 on the diaphragm 16 side. 14 is fixed. Then, as shown in FIG. 3, a laser beam (hereinafter referred to as inspection laser light) 63 is irradiated to the diaphragm 16 through the optical fiber 15, and the reflected laser beam reflected by the diaphragm 16 of the inspection laser light 63. Light 64 enters the optical fiber 15. That is, in the present reference example , the vibration of the diaphragm 16 is regarded as the modulation of the reflected laser beam 64 with respect to the inspection laser beam 63 and is received as a received signal.
そして、図４に示すように、本参考例に係る超音波検査装置では、バックアッププレート１４の内部を伝播する反射波６２の一部６５（以下、一部の反射波６５という）を減衰させる手段（以下、超音波減衰手段という）として、バックアッププレート１４を、多数の気泡を内包する発泡金属１４１によって形成している。なお、本参考例では、発泡金属１４１の一例として、ニッケルを材料とし、粒子径を１０μｍ〜８０μｍとしたものを用いた。 As shown in FIG. 4, in the ultrasonic inspection apparatus according to this reference example , a means for attenuating a part 65 (hereinafter referred to as a part of the reflected wave 65) of the reflected wave 62 propagating through the backup plate 14. The backup plate 14 is formed of a foam metal 141 that encloses a large number of bubbles (hereinafter referred to as ultrasonic attenuation means). In this reference example , as an example of the foam metal 141, a material made of nickel and having a particle diameter of 10 μm to 80 μm was used.
以下、図３及び図４を用いて本参考例に係る超音波検査装置による作用効果を説明する。なお、図３及び図４では、光ファイバ１５とダイヤフラム１６との関係を分かり易くするため、光ファイバ１５とダイヤフラム１６との間の距離を誇張して示している。これは、図５から図９についても同様である。
図３に示すように、送信センサ１１から出射された超音波６１は、被測定対象物５０によって反射され、反射波６２としてセンサ部１０（図１，２参照）に戻ってくる。一方、光ファイバ１５から照射された検査用レーザ光６３は、光ファイバ１５の先端がダイヤフラム１６によって覆われているため、上述したようにダイヤフラム１６によって反射され、反射レーザ光（受信信号）６４として光ファイバ１５に入射する。
Hereinafter, the effect of the ultrasonic inspection apparatus according to the present reference example will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4, the distance between the optical fiber 15 and the diaphragm 16 is exaggerated for easy understanding of the relationship between the optical fiber 15 and the diaphragm 16. The same applies to FIGS. 5 to 9.
As shown in FIG. 3, the ultrasonic wave 61 emitted from the transmission sensor 11 is reflected by the measurement object 50 and returns to the sensor unit 10 (see FIGS. 1 and 2) as a reflected wave 62. On the other hand, the inspection laser light 63 emitted from the optical fiber 15 is reflected by the diaphragm 16 as described above because the tip of the optical fiber 15 is covered by the diaphragm 16, and is reflected as reflected laser light (received signal) 64. The light enters the optical fiber 15.
ここで、送信センサ１１から出射され被測定対象物５０によって反射された超音波６１の反射波６２がダイヤフラム１６に到達すると、ダイヤフラム１６は図３に破線で示すように振動し、これによりダイヤフラム１６によって反射された反射レーザ光６４が検査用レーザ光６３に比較して変調される。 Here, when the reflected wave 62 of the ultrasonic wave 61 emitted from the transmission sensor 11 and reflected by the measurement object 50 reaches the diaphragm 16, the diaphragm 16 vibrates as indicated by a broken line in FIG. The reflected laser beam 64 reflected by is modulated as compared with the inspection laser beam 63.
本参考例では、この各受信センサ１２によって得られた検査用レーザ光６３と反射レーザ光６４との間の光の変調を光学処理部２０において電気信号に変換し、可視化部３０によって開口合成処理することにより、被測定対象物５０の形状が画像化される。 In this reference example , light modulation between the inspection laser light 63 and the reflected laser light 64 obtained by each receiving sensor 12 is converted into an electrical signal by the optical processing unit 20, and aperture synthesis processing is performed by the visualization unit 30. By doing so, the shape of the measurement object 50 is imaged.
そしてこのとき、本参考例に係る超音波検査装置によれば、バックアッププレート１４が発泡金属１４１によって形成されたことにより、被測定対象物５０によって反射された一部の反射波６５がバックアッププレート１４の内部に入射したとしても、超音波は気体中を伝播しにくいため、このバックアッププレート１４の内部を伝播する一部の反射波６５をバックアッププレート１４自体によって減衰させることができる。
これにより、一部の超音波６５がバックアッププレート１４の内部で反射されてダイヤフラム１６に到達することを抑制することができ、受信信号に重畳するノイズを低減して相対的に受信信号の信号強度を向上させることが可能となり、可視化された画像の視認性を向上させることができる。また、有効受信点数を低減しても可視化された画像について従来の超音波検査装置と同等の視認性を確保することができるため、受信センサ数の低減による製作コストの削減が可能となる。
At this time, according to the ultrasonic inspection apparatus according to the present reference example , since the backup plate 14 is formed of the foam metal 141, a part of the reflected wave 65 reflected by the measurement target object 50 is generated in the backup plate 14. Even if it is incident on the inside, the ultrasonic wave hardly propagates in the gas, and therefore, a part of the reflected wave 65 propagating inside the backup plate 14 can be attenuated by the backup plate 14 itself.
As a result, it is possible to suppress a part of the ultrasonic waves 65 from being reflected inside the backup plate 14 and reaching the diaphragm 16, reducing noise superimposed on the received signal, and relatively reducing the signal strength of the received signal. It is possible to improve the visibility of the visualized image. Further, even if the number of effective reception points is reduced, it is possible to ensure the same visibility as that of the conventional ultrasonic inspection apparatus for the visualized image, so that the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of reception sensors.
具体的には、バックアッププレート１４を発泡金属１４１（ニッケル、粒子径１０μｍ〜８０μｍ）によって形成した結果、バックアッププレート１４を無垢材（ニッケル）により形成した場合に比較して３倍〜５倍の減衰効果が得られた。 Specifically, as a result of forming the backup plate 14 from the foam metal 141 (nickel, particle diameter 10 μm to 80 μm), the attenuation is 3 to 5 times as compared with the case where the backup plate 14 is formed from a solid material (nickel). The effect was obtained.
なお、上述した参考例においては、センサ部１０の構成として、送信センサ１１と受信センサ１２とを一体的に備えた例を示したが、送信センサ１１と受信センサ１２とは一体的に設けられる必要はなく、超音波を出射する送信センサと、被測定対象物により反射された反射波を受信する受信センサとを備える装置であれば適用することが可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。これは以下に示す参考例においても同様である。 In the reference example described above, an example in which the transmission sensor 11 and the reception sensor 12 are integrally provided is shown as the configuration of the sensor unit 10, but the transmission sensor 11 and the reception sensor 12 are integrally provided. It is not necessary and can be applied to any apparatus provided with a transmission sensor that emits an ultrasonic wave and a reception sensor that receives a reflected wave reflected by an object to be measured, and does not depart from the spirit of the present invention. It goes without saying that various changes can be made within the range. The same applies to the reference examples shown below.
また、上述した参考例においては、複数の送信センサ１１を二次元的に配置するとともに、この送信センサ１１の周囲に受信センサ用貫通孔１４ｃを二次元的に配置する例を示したが、送信センサ１１は一つであってもよく、また、送信センサ１１及び受信センサ用貫通孔１４ｃの配置は一次元的であってもよく、必要に応じて配置すればよい。 In the above-described reference example , an example in which the plurality of transmission sensors 11 are two-dimensionally arranged and the reception sensor through holes 14c are two-dimensionally arranged around the transmission sensor 11 has been described. The number of sensors 11 may be one, and the arrangement of the transmission sensor 11 and the reception sensor through hole 14c may be one-dimensional, and may be arranged as necessary.
また、上述した参考例においては、ダイヤフラム１６の振動を検知する手段として光ファイバ１５を介して伝送されるレーザ光を利用する例を示したが、ダイヤフラム１６の振動を検知する手段としては、例えば振動子等、他の手段を用いることができる。 Moreover, in the reference example mentioned above, although the example using the laser beam transmitted through the optical fiber 15 as a means to detect the vibration of the diaphragm 16 was shown, as a means to detect the vibration of the diaphragm 16, for example, Other means such as a vibrator can be used.
［参考例２］
図５を用いて本発明の参考例２に係る超音波検査装置について説明する。本参考例に係る超音波検査装置は、図１ないし図４に示し上述した参考例１に係る超音波検査装置に対して、バックアッププレート１４の構成が異なるものである。
[Reference Example 2]
An ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The ultrasonic inspection apparatus according to the present reference example is different from the ultrasonic inspection apparatus according to the first reference example shown in FIGS. 1 to 4 in the configuration of the backup plate 14.
すなわち、図５に示すように、本参考例に係る超音波検査装置では、バックアッププレート１４の内部を伝播する一部の反射波６５を減衰させる超音波減衰手段として、バックアッププレート１４に凹部（以下、ガス空間という）１４ａを形成している。
ガス空間１４ａは、各受信センサ用貫通孔１４ｃから離間した領域であり且つバックアッププレート１４のダイヤフラム１６側に形成されている。
換言すると、本参考例においてバックアッププレート１４は、受信センサ用貫通孔１４ｃの周囲がガス空間１４ａに対してダイヤフラム１６側に突出した形状となっている。
さらに、バックアッププレート１４には、ガス空間１４ａと、バックアッププレート１４を挟んでガス空間１４ａとは反対側の空間とを連通するガス抜き孔１４ｂが複数設けられている。
なお、本参考例においてバックアッププレート１４は無垢材１４２により形成されているものとする。
That is, as shown in FIG. 5, in the ultrasonic inspection apparatus according to this reference example , a concave portion (hereinafter referred to as the ultrasonic wave attenuator) is formed in the backup plate 14 as ultrasonic attenuation means for attenuating a part of the reflected waves 65 propagating through the backup plate 14. 14a) is formed.
The gas space 14a is an area spaced from each reception sensor through hole 14c and is formed on the diaphragm 16 side of the backup plate 14.
In other words, in this reference example , the backup plate 14 has a shape in which the periphery of the reception sensor through hole 14c protrudes toward the diaphragm 16 with respect to the gas space 14a.
Further, the backup plate 14 is provided with a plurality of gas vent holes 14b that allow the gas space 14a to communicate with the space opposite to the gas space 14a with the backup plate 14 in between.
In this reference example , it is assumed that the backup plate 14 is formed of a solid material 142.
その他の構成については、上述した参考例１に係る超音波検査装置と同様であり、同様の作用を奏する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 About another structure, it is the same as that of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on the reference example mentioned above, The same code | symbol is attached | subjected to the member which shows the same effect | action, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
このように構成される本参考例に係る超音波検査装置によれば、図５に示すように、被測定対象物５０によって反射された反射波６２の一部（一部の反射波）がダイヤフラム１６を透過したとしても、ガス空間１４ａによってこの一部の反射波がバックアッププレート１４の内部を伝播することを阻止することができ、これによりバックアッププレート１４の内部を伝播する超音波を減衰させることができる。よって、受信センサ１２により受信される受信信号に重畳するノイズを低減して相対的に受信信号の信号強度を向上させることができ、可視化された画像の視認性を向上させることができる。また、有効受信点数を低減しても可視化された画像について従来の超音波検査装置と同等の視認性を確保することができるため、受信センサ数の低減による製作コストの削減が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus according to the present reference example configured as described above, as shown in FIG. 5, a part (a part of the reflected wave) of the reflected wave 62 reflected by the measurement target object 50 is a diaphragm. Even if the light passes through the gas, the gas space 14a can prevent some of the reflected waves from propagating through the backup plate 14, thereby attenuating the ultrasonic waves propagating through the backup plate 14. Can do. Therefore, noise superimposed on the reception signal received by the reception sensor 12 can be reduced to relatively improve the signal strength of the reception signal, and the visibility of the visualized image can be improved. Further, even if the number of effective reception points is reduced, it is possible to ensure the same visibility as that of the conventional ultrasonic inspection apparatus for the visualized image, so that the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of reception sensors.
［参考例３］
図６を用いて本発明の参考例３に係る超音波検査装置について説明する。
図６に示すように、本参考例に係る超音波検査装置は、上述した参考例２に係る超音波検査装置において、バックアッププレート１４の材料を発泡金属１４１とするものである。
[Reference Example 3]
An ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the ultrasonic inspection apparatus according to the present reference example uses the metal foam 141 as the material of the backup plate 14 in the ultrasonic inspection apparatus according to the reference example 2 described above.
その他の構成については、上述した参考例１に係る超音波検査装置と同様であり、以下、同様の作用を奏する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 About another structure, it is the same as that of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on the reference example 1 mentioned above, Hereinafter, the same code | symbol is attached | subjected to the member which show | plays the same effect | action, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
このように構成される本参考例に係る超音波検査装置によれば、図６に示すように、被測定対象物５０によって反射された反射波６２の一部（一部の反射波）がダイヤフラム１６を透過したとしても、ガス空間１４ａによってこの一部の反射波がバックアッププレート１４の内部を伝播することを阻止することができ、これによりバックアッププレート１４の内部を伝播する超音波を減衰させることができる。さらに、バックアッププレート１４を発泡金属１４１により形成したことで、バックアッププレート１４のダイヤフラム１６と接触する部分から当該バックアッププレート１４内に入射した一部の反射波をバックアッププレート１４の内部で減衰させることができる。よって、受信センサ１２により受信される受信信号に重畳するノイズを低減して相対的に受信信号の信号強度を向上させることができ、可視化された画像の視認性を向上させることができる。また、有効受信点数を低減しても可視化された画像について従来の超音波検査装置と同等の視認性を確保することができるため、受信センサ数の低減による製作コストの削減が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus according to the present reference example configured as described above, as shown in FIG. 6, a part (a part of the reflected wave) of the reflected wave 62 reflected by the measurement target object 50 is a diaphragm. Even if the light passes through the gas, the gas space 14a can prevent some of the reflected waves from propagating through the backup plate 14, thereby attenuating the ultrasonic waves propagating through the backup plate 14. Can do. Further, since the backup plate 14 is formed of the foam metal 141, a part of the reflected waves that have entered the backup plate 14 from the portion that contacts the diaphragm 16 of the backup plate 14 can be attenuated inside the backup plate 14. it can. Therefore, noise superimposed on the reception signal received by the reception sensor 12 can be reduced to relatively improve the signal strength of the reception signal, and the visibility of the visualized image can be improved. Further, even if the number of effective reception points is reduced, it is possible to ensure the same visibility as that of the conventional ultrasonic inspection apparatus for the visualized image, so that the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of reception sensors.
［参考例４］
図７を用いて本発明の参考例４に係る超音波検査装置について説明する。本参考例に係る超音波検査装置は、図１ないし図４に示し上述した参考例１に係る超音波検査装置に対して、バックアッププレート１４及びダイヤフラム１６の構造が異なるものである。
[Reference Example 4]
An ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 4 of the present invention will be described with reference to FIG. The ultrasonic inspection apparatus according to this reference example is different from the ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 1 shown in FIGS. 1 to 4 in the structure of the backup plate 14 and the diaphragm 16.
すなわち、図７に示すように、本参考例では、受信センサ用貫通孔１４ｃの周囲において、ダイヤフラム１６の表面からバックアッププレート１４の内部にかけて溝加工（又は放電加工）が施され、これにより受信センサ用貫通孔１４ｃの周囲に溝部１８が形成されている。
換言すると、受信センサ用貫通孔１４ｃの周囲において、ダイヤフラム１６およびバックアッププレート１４の表面側の一部が除去された状態となっている。
なお、本参考例においてバックアッププレート１４は無垢材の金属１４２により形成されている。
That is, as shown in FIG. 7, in this reference example , groove processing (or electric discharge processing) is performed from the surface of the diaphragm 16 to the inside of the backup plate 14 around the through hole 14c for the reception sensor. A groove 18 is formed around the through hole 14c.
In other words, the diaphragm 16 and part of the surface side of the backup plate 14 are removed around the reception sensor through-hole 14c.
In this reference example , the backup plate 14 is formed of a solid metal 142.
その他の構成については、上述した参考例１に係る超音波検査装置と同様であり、以下、同様の作用を奏する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 About another structure, it is the same as that of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on the reference example 1 mentioned above, Hereinafter, the same code | symbol is attached | subjected to the member which show | plays the same effect | action, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
このように構成される本参考例に係る超音波検査装置によれば、被測定対象物５０によって反射された反射波６２の一部（一部の反射波）６６がダイヤフラム１６の表面を伝播したとしても、このダイヤフラム１６の表面を伝播する一部の反射波６６の経路上に溝部１８を設けたことにより、一部の反射波６６の進路を遮断する、又は、一部の反射波６６の経路を長尺化することができる。よって、受信センサ１２により受信される受信信号に重畳するノイズを低減、又は、ノイズとなる一部の反射波６６が受信点に到達するまでの時間を遅延させて、相対的に受信信号の信号強度を向上させることができ、可視化された画像の視認性を向上させることができる。また、有効受信点数を低減しても可視化された画像について従来の超音波検査装置と同等の視認性を確保することができるため、受信センサ数の低減による製作コストの削減が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus according to this reference example configured as described above, a part (a part of the reflected wave) 66 of the reflected wave 62 reflected by the measurement target object 50 propagates on the surface of the diaphragm 16. However, by providing the groove 18 on the path of the part of the reflected wave 66 propagating on the surface of the diaphragm 16, the path of the part of the reflected wave 66 is blocked, or The route can be lengthened. Therefore, the noise superimposed on the reception signal received by the reception sensor 12 is reduced, or the time until a part of the reflected wave 66 that becomes noise reaches the reception point is delayed, and the signal of the reception signal is relatively The strength can be improved, and the visibility of the visualized image can be improved. Further, even if the number of effective reception points is reduced, it is possible to ensure the same visibility as that of the conventional ultrasonic inspection apparatus for the visualized image, so that the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of reception sensors.
なお、本参考例は上述した構成に限定されるものではなく、上述した参考例１から参考例３のいずれか一つの参考例に係る超音波検査装置に、本参考例の構成を適用してもよい。ただし、参考例１または参考例３に係る超音波検査装置に本参考例の構成を適用する場合は、溝部１８の表面（媒質４０と接する面）を図示しない無垢材の金属で覆うものとする。また、参考例２又は参考例３に係る超音波検査装置に本参考例の構成を適用する場合は、受信センサ用貫通孔１４ｃの周囲且つガス空間１４ａに対向する部分以外の領域において、ダイヤフラム１６の表面からバックアッププレート１４の内部にかけて溝加工を施すものとする。
例えば、バックアッププレート１４の材料として発泡金属を用いれば、上述した効果に加えて、バックアッププレート１４の内部に入射した反射波を減衰させることができる。
The present reference example is not intended to be limited to the above-described configuration, the ultrasonic inspection apparatus according to any one of Reference Examples Reference Example 3 from Example 1 described above, by applying the configuration of the present embodiment Also good. However, when the configuration of this reference example is applied to the ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 1 or Reference Example 3 , the surface of the groove 18 (the surface in contact with the medium 40) is covered with a solid metal (not shown). . When the configuration of the present reference example is applied to the ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 2 or Reference Example 3 , the diaphragm 16 is provided in a region other than the portion surrounding the reception sensor through-hole 14c and facing the gas space 14a. A groove is formed from the surface to the inside of the backup plate 14.
For example, if foam metal is used as the material of the backup plate 14, in addition to the above-described effects, the reflected wave incident on the backup plate 14 can be attenuated.
図８を用いて本発明の実施例１に係る超音波検査装置について説明する。本実施例に係る超音波検査装置は、図１ないし図４に示し上述した参考例１に係る超音波検査装置に対して、バックアッププレート１４及びダイヤフラム１６の構造が異なるものである。 The ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The ultrasonic inspection apparatus according to this embodiment is different from the ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 1 shown in FIGS. 1 to 4 in the structure of the backup plate 14 and the diaphragm 16.
すなわち、図８に示すように、本実施例においては、フェルール１７を介してバックアッププレート１４に保持される光ファイバ１５の先端を、バックアッププレート１４の表面から突出させるとともに、フェルール１７の先端にダイヤフラム１６を貼付することにより光ファイバ１５の先端をダイヤフラム１６によって非接触に覆っている。
なお、バックアッププレート１４は無垢材の金属１４２により形成されている。
That is, as shown in FIG. 8, in this embodiment, the tip of the optical fiber 15 held by the backup plate 14 via the ferrule 17 protrudes from the surface of the backup plate 14, and the diaphragm at the tip of the ferrule 17 By sticking 16, the tip of the optical fiber 15 is covered in a non-contact manner by the diaphragm 16.
The backup plate 14 is made of a solid metal 142.
その他の構成については、上述した参考例１に係る超音波検査装置と同様であり、以下、同様の作用を奏する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 About another structure, it is the same as that of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on the reference example 1 mentioned above, Hereinafter, the same code | symbol is attached | subjected to the member which show | plays the same effect | action, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
このように構成される本実施例に係る超音波検査装置によれば、受信面となるダイヤフラム１６とその周囲との間に段差を設け、被測定対象物５０によって反射されバックアッププレート１４の表面を伝播する反射波６２の一部（一部の反射波）６６の伝播経路を長尺化して、一部の反射波６６が受信点に到達するまでの時間を遅延させることにより、相対的に受信信号の信号強度を向上させることができ、可視化された画像の視認性を向上させることができる。また、有効受信点数を低減しても可視化された画像について従来の超音波検査装置と同等の視認性を確保することができるため、受信センサ数の低減による製作コストの削減が可能となる。 According to the ultrasonic inspection apparatus according to the present embodiment configured as described above, a step is provided between the diaphragm 16 serving as the receiving surface and the periphery thereof, and the surface of the backup plate 14 reflected by the measurement object 50 is measured. The propagation path of a part (a part of the reflected wave) 66 of the propagating reflected wave 62 is lengthened, and the time taken for the part of the reflected wave 66 to reach the reception point is delayed, thereby receiving relatively. The signal strength of the signal can be improved, and the visibility of the visualized image can be improved. Further, even if the number of effective reception points is reduced, it is possible to ensure the same visibility as that of the conventional ultrasonic inspection apparatus for the visualized image, so that the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of reception sensors.
なお、本実施例は上述した構成に限定されるものではなく、上述した参考例１から参考例３のいずれか一つの参考例に係る超音波検査装置に、本実施例の構成を適用してもよい。ただし、参考例１または参考例３に係る超音波検査装置に本実施例の構成を適用する場合は、バックアッププレート１４の表面（媒質４０と接する面）を無垢材の金属で覆うものとする。
例えば、バックアッププレート１４の材料として発泡金属を用いれば、上述した効果に加えて、バックアッププレート１４の内部に入射した反射波を減衰させることができる。
In addition, a present Example is not limited to the structure mentioned above, The structure of a present Example is applied to the ultrasonic inspection apparatus which concerns on any one reference example of the reference example 1 to the reference example 3 mentioned above. Also good. However, when the configuration of the present embodiment is applied to the ultrasonic inspection apparatus according to Reference Example 1 or Reference Example 3 , the surface of the backup plate 14 (the surface in contact with the medium 40) is covered with a solid metal.
For example, if foam metal is used as the material of the backup plate 14, in addition to the above-described effects, the reflected wave incident on the backup plate 14 can be attenuated.
本発明は、媒質中に存在する被測定対象物を当該被測定対象物から離間した位置から測距、可視化する超音波検査装置に適用して好適なものである。 The present invention is suitable for application to an ultrasonic inspection apparatus that measures and visualizes an object to be measured existing in a medium from a position away from the object to be measured.
０１ センサ本体
０２ 受信面
１０ センサ部
１１ 送信センサ
１２ 受信センサ
１３ 筺体
１４ バックアッププレート
１４ａ ガス空間
１４ｂ ガス抜き孔
１４ｃ 受信センサ用貫通孔
１５ 光ファイバ
１６ ダイヤフラム
１７ フェルール
１８ 溝部
２０ 光学処理部
３０ 可視化部
４０ 媒質
５０ 被測定対象物
６１ 超音波
６２ 反射波
６３ 検査用レーザ光
６４ 反射レーザ光
６５ 一部の反射波
６６ 一部の反射波
１４１ 発泡金属
１４２ 無垢材
01 sensor body 02 receiving surface 10 sensor unit 11 transmitting sensor 12 receiving sensor 13 housing 14 backup plate 14a gas space 14b degassing hole 14c through hole for receiving sensor 15 optical fiber 16 diaphragm 17 ferrule 18 groove 20 optical processing unit 30 visualization unit 40 Medium 50 Object to be measured 61 Ultrasonic wave 62 Reflected wave 63 Inspection laser beam 64 Reflected laser beam 65 Partial reflected wave 66 Partial reflected wave 141 Metal foam 142 Solid material
Claims (3)
貫通孔を有する支持体並びに金属膜体を有する受信センサとを備え、
前記被測定対象物によって反射された前記超音波の反射波による前記金属膜体の振動を解析して前記被測定対象物の可視化を行う超音波検査装置であって、
前記支持体の内部又は前記金属膜体の表面又はその両方を伝搬する超音波を減衰させる超音波減衰手段を設け、
前記超音波減衰手段として、前記貫通孔に挿入されフェルールを介して固定される光ファイバの先端を前記支持体から突出させるとともに、前記光ファイバの先端を前記金属膜体によって非接触に覆うように、前記フェルールの先端にのみ前記金属膜体を設けた
ことを特徴とする超音波検査装置。 A transmission sensor that transmits ultrasonic waves to an object to be measured existing in the medium;
And a receiving sensor having a gold Shokumakutai the support arrangement having a through hole,
Wherein an ultrasonic inspection apparatus which performs visualization of pre Symbol object to be measured by analyzing the vibration of the metal film member according to the reflected wave of the ultrasonic wave reflected by the object to be measured,
The ultrasonic attenuation means for attenuating the surface or ultrasound propagating both inside or the metal film body before Symbol support provided,
As the ultrasonic attenuation means, the tip of an optical fiber inserted into the through hole and fixed through a ferrule is projected from the support, and the tip of the optical fiber is covered with the metal film body in a non-contact manner. The ultrasonic inspection apparatus, wherein the metal film body is provided only at the tip of the ferrule .
ことを特徴とする請求項１記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the support is formed of a foam metal containing a large number of bubbles as the ultrasonic attenuation means.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波検査装置。 Claim 1 wherein further the ultrasonic attenuation means, wherein said is said constant distance apart from the through-hole region of the support and said recessed a gas space object to be measured side <br/> Or the ultrasonic inspection apparatus of Claim 2.
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